Питание растений. 
Методы определения потребности растений в удобрениях

Активный процесс потребления корнями растений питательных веществ тесно связан со всей жизнедеятельностью растений. Он протекает в несколько этапов, из которых первым является адсорбция, то есть поглощение того или иного питательного вещества поверхностью корней и корневых волосков с последующей передачей его внутрь корня и далее по проводящим тканям в другие органы растения. Осваивая при помощи постоянно нарастающих корешков и корневых волосков все новые и новые частицы почвы, растение удовлетворяет свою потребность в воде и питательных веществах.

Вопросы использования питательных веществ растениями из подпахотного слоя еще слабо разработаны. Кроме того, учет плодородия этого слоя имеет практическое значение не для всех почв и культур. В производственных условиях при возделывании однолетних культур обычно учитывают запасы питательных веществ, находящиеся только в пахотном слое. Более глубокие горизонты имеют существенное значение для кустарников и древесных пород.

Потребление питательных веществ регулируется также и наземными частями растений, оно является результатом жизнедеятельности всего растения. Почвенное и воздушное питание растений неразрывно связано между собой. При улучшении корневого питания под влиянием удобрений усиливается работа листового аппарата, что и обеспечивает повышение урожая. Различные растения для построения единицы товарной продукции извлекают за вегетационный период неодинаковое количество элементов минерального питания (табл. 1).

Таблица 1. — Потребление (вынос) сельскохозяйственными культурами азота, фосфора и калия с учетом содержания их во всем растении, включая корни и пожнивные остатки (в кг на 1ц продукции).

Соотношение усвоенных элементов питания характеризует особенности минерального питания каждой культуры.

В процессе роста и развития растений образуются разные органы, в каждом из которых отлагаются усвоенные питательные вещества в специфических соотношениях. Примерное распределение азота, фосфора и калия в надземной массе хлопчатника можно представить в следующем виде (табл. 2).

Таблица 2. — Распределение элементов питания в хлопчатнике (в % от общего содержания) (по И. В. Гулякину, 1970).

Из данных таблицы 2 видно, что волокно содержит незначительные количества азота, фосфора и калия. Основная масса этих элементов находится в семенах и вегетативных органах растения.

С ростом и развитием растений происходят изменения не только в размерах, но и в химическом составе образующихся органов. В молодых растениях обычно содержится больше элементов питания, особенно азота и калия, чем в более старых растениях. В связи с использованием ранее усвоенных элементов на дальнейший рост отдельных органов, а также в связи с интенсивностью происходящих в них процессов содержание элементов питания заметно снижается. Изменяется при этом минеральный состав растений, то есть соотношение элементов питания (табл. 3).

Таблица 3. — Соотношение основных элементов питания, усвоенных помидорами в отдельных фазах развития (в % к сумме питательных веществ) (по З. И. Журбицкому, 1965).

Приведенные данные позволяют сделать вывод о зависимости развития растений от системы удобрений. Зная, как изменяются потребности растений в питании, можно в известных пределах управлять ростом и развитием растений и устанавливать дозы удобрений для планируемых урожаев. Если применять такую систему удобрения, которая будет способствовать возрастным изменениям в питании растений, развитие ускорится, и, наоборот, если вносимые удобрения будут задерживать возрастные изменения в питании, то развитие растений задержится.

На рост и развитие растений непосредственно действуют не только изменения в питании, но и внешние условия, под влиянием которых изменяется в известной степени потребность растений в питании, а также способность растений усваивать отдельные элементы.

Для каждой культуры характерны изменения в соотношении элементов питания и темпы их усвоения в процессе роста и развития. Например, кукуруза хорошо отзывается на сравнительно поздние подкормки азотом. Это объясняется увеличением потребности в азоте перед началом выбрасывания нитей у початков. При выращивании озимой пшеницы, наоборот, нужны наиболее ранние подкормки, так как в период весеннего отрастания и кущения пшеницы она усиленно потребляет азот. Перед выходом в трубку потребность пшеницы в азоте резко снижается, но одновременно усиливается поглощение калия, поэтому запоздалая азотная подкормка не способствует повышению урожая. Однако более позднее внесение азота, перед наливом зерна, может улучшить его качество? повысить белковость зерна.

На рисунке 3 показаны изменения в соотношении питательных веществ, усваиваемых помидорами за отдельные фазы. К началу завязывания плодов от суммы трех элементов потреблялось 50% азота, в то время как калия только 32%, а в период полного плодоношения и начала сбора плодов на 36 частей азота растениями усваивалось уже 50 частей калия. В период плодоношения растения усваивали значительное количество фосфора? около 15% от суммы трех основных элементов. Из рисунка видно, каким должен быть состав питания помидоров в тот или иной период; состав подкормки необходимо устанавливать с учетом этих данных.

Из приведенных примеров видно, что каждое растение предъявляет свои требования к питанию, которые необходимо удовлетворять, чтобы обеспечить получение высоких урожаев. Потребность растений в элементах питания характеризуется как с количественной стороны? динамикой интенсивности потребления питательных веществ в течение вегетационного периода, так и с качественной? изменением соотношений усваиваемых элементов питания.

Интенсивность потребления элементов питания связана непосредственно со скоростью роста растений, а изменения в соотношениях усваиваемых элементов? с развитием растений.

Поэтому при построении системы питания растения обычно учитывают характер изменения соотношений химических веществ в составе растений во времени. Усиливая питание растения тем элементом, который более других необходим для скорейшего и лучшего роста, растениеводы добиваются ускорения развития растений и повышения урожайности.

Количество питательных веществ, необходимых каждому виду растений для формирования полученного урожая, определяется количеством этих веществ, поглощенных данным растением за период вегетации. Поэтому по содержанию питательных веществ в биологической массе растений обычно судят о потребности различных культур в элементах питания.

В процессе роста и развития растения не только поглощают питательные вещества, но и выделяют через корни часть из них в почву. Это явление, называемое экзоосмосом, обычно наблюдается в течение всей вегетации, а в конце жизни растений нередко превосходит поступление элементов. При этом обедняется минеральными веществами все растение, а не только корни. Исключение составляют лишь семена, в которых содержание минеральных веществ (кроме кальция) продолжает увеличиваться до конца вегетации. Экзоосмос происходит у хорошо растущих растений и является не простым вымыванием элементов из отмирающих частей корня, а физиологическим процессом освобождения от избытка отдельных элементов питания. Наблюдается он как у однолетних, так и у многолетних растений. Корневые выделения не только удаляют ненужные растению «отработанные» продукты, но и воздействуют на почву; ризосферные микроорганизмы используют их в качестве источника питания.

Количество корневых выделений и их состав неодинаков у растений разных видов. По данным Е. И. Ратнера, количество органических веществ, выделяемых корнями однолетних растений в течение вегетационного периода, составляет до 5% от общего веса органической массы, синтезированной растением за указанный период. Вследствие сложности определения величин оттока и обычно небольших размеров этих выделений при производственных расчетах доз удобрений их можно не принимать во внимание [3].